本文分享内容来自图书《学习OpenCV 4:基于Python的算法实战》,该书内容如下:
第1章 OpenCV快速入门;
第2章 图像读写模块imgcodecs;
第3章 核心库模块core;
第4章 图像处理模块imgproc(一);
第5章 图像处理模块imgproc(二);
第6章 可视化模块highgui;
第7章 视频处理模块videoio;
第8章 视频分析模块video;
第9章 照片处理模块photo;
第10章 2D特征模块features2d;
第11章 相机标定与三维重建模块calib3d;
第12章 传统目标检测模块objdetect;
第13章 机器学习模块ml;
第14章 深度神经网络模块dnn
欢迎关注图书《深度学习计算机视觉实战》与《学习OpenCV4:基于Python的算法实战》。
Grabcuts是一种交互式前景提取算法,OpenCV允许读者在待分割的图像周围提供矩形框,矩形框之外的部分属于背景,此时不用指定前景。读者也可以使用一个全局掩膜,将图像的像素点分为确定前景、确定背景以及疑似前景和疑似背景,这样确定区域将被算法用于将疑似区域进行分割。
OpenCV中提供了Grabcuts算法的函数grabCut,函数定义如下:
mask, bgdModel, fgdModel = grabCut(img, mask, rect, bgdModel, fgdModel, iterCount, mode=None)
参数说明如下:
u img,输入图像;
u mask,掩模(返回值);
u rect,包含分割对象的感兴趣区域;
u bgdModel,背景模型的临时数组(返回值);
u fgdModel,前景模型的临时数组(返回值);
u iterCount,算法迭代次数;
u mode,处理模式,由GrabCutModes定义。
本案例实现了一个交互式的图像分割,鼠标左键选取确定前景,鼠标右键选取确定背景,Grabcuts算法根据确定前景和确定背景进行图像分割。
Grabcuts算法图像分割案例代码如下:
import cv2
import numpy as np
#绘制前景/背景标识线标志
drawing = False
# 定义GrabCut类,作用是设置一些参数
class GrabCut:
def __init__(self, t_img):
self.img = t_img
self.img_raw = img.copy()
self.img_width = img.shape[0]
self.img_height = img.shape[1]
self.img_show = self.img.copy()
self.img_gc = self.img.copy()
self.img_gc = cv2.GaussianBlur(self.img_gc, (3, 3), 0)
self.lb_up = False
self.rb_up = False
self.lb_down = False
self.rb_down = False
self.mask = np.full(self.img.shape[:2], 2, dtype=np.uint8)
self.firt_choose = True
# 鼠标操作的的回调函数
def mouse_event(event, x, y, flags, param):
global drawing, last_point, start_point
# 左键按下,开始标识前景
if event == cv2.EVENT_LBUTTONDOWN:
drawing = True
# 设置鼠标按下的起始点
last_point = (x, y)
start_point = last_point
param.lb_down = True
# 右键按下,开始标识背景
elif event == cv2.EVENT_RBUTTONDOWN:
# 读者请先标识前景,否则无法分割
if param.firt_choose:
print("Please select foreground first!")
return
drawing = True
last_point = (x, y)
start_point = last_point
param.rb_down = True
# 鼠标移动,绘制标识前景和背景的线
elif event == cv2.EVENT_MOUSEMOVE:
if drawing:
# 鼠标左键按下的绘制
if param.lb_down:
cv2.line(param.img_show, last_point, (x,y), (0, 0, 255), 2, -1)
cv2.rectangle(param.mask, last_point, (x, y), 1, -1, 4)
# 鼠标右键按下的绘制
if param.rb_down:
cv2.line(param.img_show, last_point, (x, y), (255, 0, 0), 2, -1)
cv2.rectangle(param.mask, last_point, (x, y), 0, -1, 4)
last_point = (x, y)
# 左键释放,结束标识前景
elif event == cv2.EVENT_LBUTTONUP:
drawing = False
param.lb_up = True
param.lb_down = False
cv2.line(param.img_show, last_point, (x,y), (0, 0, 255), 2, -1)
# 如果第一次标识,切换状态
if param.firt_choose:
param.firt_choose = False
cv2.rectangle(param.mask, last_point, (x,y), 1, -1, 4)
# 右键释放,结束标识背景
elif event == cv2.EVENT_RBUTTONUP:
# 如果首先标识背景则不做处理
if param.firt_choose:
return
drawing = False
param.rb_up = True
param.rb_down = False
cv2.line(param.img_show, last_point, (x,y), (255, 0, 0), 2, -1)
cv2.rectangle(param.mask, last_point, (x,y), 0, -1, 4)
#执行操作
def process(img):
if img is None:
print('Can not read image correct!')
return
g_img = GrabCut(img)
cv2.namedWindow('image')
# 定义鼠标的回调函数
cv2.setMouseCallback('image', mouse_event, g_img)
while (True):
cv2.imshow('image', g_img.img_show)
# 鼠标左键或者右键抬起时,按照标识执行Grabcut算法
if g_img.lb_up or g_img.rb_up:
g_img.lb_up = False
g_img.rb_up = False
# 背景model
bgdModel = np.zeros((1, 65), np.float64)
# 前景model
fgdModel = np.zeros((1, 65), np.float64)
rect = (1, 1, g_img.img.shape[1], g_img.img.shape[0])
mask = g_img.mask
g_img.img_gc = g_img.img.copy()
#执行Grabcut算法
cv2.grabCut(g_img.img_gc, mask, rect, bgdModel, fgdModel, 5, cv2.GC_INIT_WITH_MASK)
# 0和2做背景
mask2 = np.where((mask == 2) | (mask == 0), 0, 1).astype('uint8')
# 使用蒙板来获取前景区域
g_img.img_gc = g_img.img_gc * mask2[:, :, np.newaxis]
cv2.imshow('Grabcut_result', g_img.img_gc)
# 按下ESC键退出
if cv2.waitKey(20) == 27:
break
if __name__ == '__main__':
img = cv2.imread("./src.jpg")
process(img)
如图5.30为第一次选取前景的操作。
图5.30
如图5.31为分割后的结果,图中人物被有效的抠取出来了。
图5.31
继续使用右键选取背景区域,如图5.32所示。
图5.32
抠取人像的结果如图5.33所示。
图5.33
如果分割效果不佳,读者可以继续选取前景或者背景,多次迭代进行更加精细化的分割。
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